DE102015207933A1 - Method for processing a glass pane and glass pane processing device - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Glasbearbeitungsvorrichtung mit einer Bohrschleifvorrichtung (13), die eine Spindel (46), die eine Einkoppelstruktur (66) besitzt, einen Satz an Werkzeugköpfen, wobei jeder Werkzeugkopf (44) einen Zentrierkonus (72) und eine Koppelstruktur (74) zum formschlüssigen Zusammenwirken mit der Einkoppelstruktur (66) besitzt und zum magnetischen Koppeln mit der Spindel (46) ausgebildet ist, und zumindest einen Greifer (100) aufweist, der Halterollen (104) besitzt, die drehbar gelagert sind und mittels derer ein Werkzeugkopf (44) bezüglich einer Bewegung in axialer Richtung des Werkzeugkopfs haltbar ist.The invention relates to a glass processing apparatus having a drill grinding device (13), a spindle (46) having a coupling structure (66), a set of tool heads, each tool head (44) having a centering cone (72) and a coupling structure (74) has positive engagement with the coupling structure (66) and is adapted for magnetic coupling with the spindle (46), and has at least one gripper (100) having retaining rollers (104) which are rotatably mounted and by means of which a tool head (44) with respect to a movement in the axial direction of the tool head is durable.
Description
Die Erfindung betrifft eine Glasbearbeitungsvorrichtung, die eine Bohrschleifvorrichtung aufweist. Solche Glasbearbeitungsvorrichtungen werden vorzugsweise automatisch betrieben. Manche Glasscheiben müssen gebohrt werden. Dazu wird die Bohrschleifvorrichtung eingesetzt. Wenn Bohrungen unterschiedlicher Durchmesser gefertigt werden sollen, muss der Werkzeugkopf der Bohrschleifvorrichtung gewechselt werden, was automatisiert geschehen soll. Um Stillstandszeiten zu vermindern, muss verhindert werden, dass das Einkoppeln daran scheitert, dass der Werkzeugkopf in einer zum Einkoppeln ungeeigneten Lage relativ zur Spindel ist.The invention relates to a glass processing apparatus having a Bohrschleifvorrichtung. Such glass processing devices are preferably operated automatically. Some glass panes need to be drilled. For this purpose, the Bohrschleifvorrichtung is used. If holes of different diameters are to be manufactured, the tool head of the drill grinding device must be changed, which should be done automatically. To reduce downtime, it must be prevented that the coupling fails because the tool head is in an inappropriate for coupling relative to the spindle position.
Eine Glasbearbeitungsvorrichtung, bei der das Einkoppeln automatisiert möglich ist, ist aus der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Nachteile im Stand der Technik zu vermindern.The invention has for its object to reduce disadvantages in the prior art.
Die Erfindung löst das Problem durch eine Glasbearbeitungsvorrichtung, die eine Bohrschleifvorrichtung aufweist, die (a) eine Spindel, die eine Einkoppelstruktur besitzt, (b) einen Satz an Werkzeugköpfen und (c) einen Greifer aufweist, wobei jeder Werkzeugkopf einen Zentrierkonus und eine Koppelstruktur zum formschlüssigen Zusammenwirken mit der Einkoppelstruktur besitzt und zum magnetischen Koppeln mit der Spindel ausgebildet ist und wobei der Greifer Halterollen besitzt, die drehbar gelagert sind und mittels derer ein Werkzeugkopf bezüglich einer Bewegung in axialer Richtung des Werkzeugskopfs haltbar ist. Besonders bevorzugt hat diese Glasbearbeitungsvorrichtung zusätzlich die oben genannten Eigenschaften. The invention solves the problem by a glass processing apparatus having a drill sharpener which comprises (a) a spindle having a coupling structure, (b) a set of tool heads, and (c) a gripper, each tool head having a centering cone and a coupling structure for has positive engagement with the coupling structure and is adapted for magnetic coupling with the spindle and wherein the gripper has holding rollers which are rotatably mounted and by means of which a tool head with respect to a movement in the axial direction of the tool head is durable. Particularly preferably, this glass processing device additionally has the above-mentioned properties.
Vorteilhaft an einer derartigen Bohrschleifvorrichtung, bei der es sich um eine spezielle Schleifvorrichtung handelt, ist, dass die Werkzeugköpfe auf einfache Weise gewechselt werden können. Vorteilhaft ist zudem der einfache Aufbau der Werkzeugköpfe, der sie sehr robust macht.An advantage of such a Bohrschleifvorrichtung, which is a special grinding device, is that the tool heads can be changed easily. Another advantage is the simple design of the tool heads, which makes them very robust.
Besonders bevorzugt sind die Einkoppelstruktur und die Koppelstruktur so ausgebildet, dass bei einem Bewegen von Werkzeugkopf und Spindel in axialer Richtung bezüglich einer Drehachse der Spindel aufeinander zu entweder der Werkzeugkopf und die Spindel ohne Drehung um die Drehachse formschlüssig miteinander koppeln oder ein Drehmoment erzeugt wird, so dass der Werkzeugkopf sich um die Drehachse dreht und der Werkzeugkopf danach mit der Spindel koppelt. Das wird beispielsweise dadurch erreicht, dass die Koppelstruktur und/oder die Einkoppelstruktur eine Fase aufweisen und in einer Ebene senkrecht zur Drehachse einen so großen Krümmungsradius hat, dass der jeweilige Gegenstand außer in theoretischen Grenzfällen stets auf eine Flanke trifft, so dass ein Drehmoment bezüglich einer Drehung um die Drehachse erzeugt wird.Particularly preferably, the coupling structure and the coupling structure are formed so that when moving the tool head and spindle in the axial direction with respect to a rotational axis of the spindle toward each other either the tool head and the spindle without rotation about the axis of rotation form-fitting coupled or torque is generated, so that the tool head rotates about the axis of rotation and the tool head then couples with the spindle. This is achieved, for example, by virtue of the fact that the coupling structure and / or the coupling-in structure have a chamfer and have a radius of curvature that is so large in a plane perpendicular to the axis of rotation that the respective object always strikes a flank, except in theoretical limiting cases, so that a torque with respect to one Rotation about the axis of rotation is generated.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform haben die Einkoppelstruktur und/oder die Koppelstruktur eine Quasi-Drehsymmetrie. Hierunter ist zu verstehen, dass die Einkoppelstruktur und/oder die Koppelstruktur eine nur annähernd drehsymmetrische Gestalt haben. Beispielsweise hat nur die Einkoppelstruktur oder die Koppelstruktur eine Quasi-Drehsymmetrie und die jeweils andere Struktur eine strenge Drehsymmetrie. Das führt dazu, dass dann, wenn die Einkoppelstruktur und die Koppelstruktur zuerst miteinander in Kontakt kommen, fast immer eine Flanke von Einkoppelstruktur oder Koppelstruktur getroffen wird, so dass ein Drehmoment erzeugt wird. Kommen die Koppelstruktur und die Einkoppelstruktur so in Kontakt, dass sie nicht sofort ineinander greifen und kein Drehmoment erzeugt wird, entsteht ein Kippmoment um die Drehachse, wodurch die Koppelstruktur und die Einkoppelstruktur an einer zweiten Stelle miteinander in Berührung kommen. Aufgrund der Abweichung von der idealen Drehsymmetrie führt das dazu, dass an der zweiten Stelle zwei zueinander geneigte Flächen miteinander in Kontakt kommen, so dass das Drehmoment erzeugt wird.According to a preferred embodiment, the coupling-in structure and / or the coupling structure have a quasi-rotational symmetry. This is to be understood that the coupling structure and / or the coupling structure have only approximately rotationally symmetrical shape. For example, only the coupling-in structure or the coupling structure has a quasi-rotational symmetry and the respective other structure has a strict rotational symmetry. As a result, when the coupling structure and the coupling structure first come into contact with one another, almost always an edge of the coupling structure or coupling structure is hit, so that a torque is generated. If the coupling structure and the coupling structure come into contact so that they do not mesh with each other immediately and no torque is generated, a tilting moment arises about the axis of rotation, as a result of which the coupling structure and the coupling structure come into contact with each other at a second location. Due to the deviation from the ideal rotational symmetry, this leads to two mutually inclined surfaces coming into contact with each other at the second location, so that the torque is generated.
Vorzugsweise ist der Werkzeugkopf ferromagnetisch und der Spindelkopf ferromagnetisch und magnetisiert. Um eine möglichst große Haltekraft zu erzielen, kann der Spindelkopf einen Seltenerd-Magneten umfassen. Alternativ oder zusätzlich umfasst der Spindelkopf einen Ferritmagneten oder einen sonstigen Magneten. Auch ist möglich, dass der Spindelkopf selbst magnetisiert ist. Es ist möglich und stellt eine bevorzugte Ausführungsform dar, dass der Werkzeugkopf unmagnetisiert ist. Alternativ kann der Werkzeugkopf aber auch magnetisiert sein. Preferably, the tool head is ferromagnetic and the spindle head ferromagnetic and magnetized. In order to achieve the greatest possible holding force, the spindle head may comprise a rare earth magnet. Alternatively or additionally, the spindle head comprises a ferrite magnet or another magnet. It is also possible that the spindle head itself is magnetized. It is possible, and represents a preferred embodiment, that the tool head is unmagnetized. Alternatively, the tool head can also be magnetized.
Es ist möglich und stellt eine bevorzugte Ausführungsform dar, dass zwischen dem Magneten des Spindelkopfs und dem Werkzeugkopf ein kleiner Luftspalt existiert. Das garantiert eine reproduzierbare Kopplung zwischen dem Werkzeugkopf und der Spindel, auch wenn der Werkzeugkopf verschmutzt ist.It is possible, and represents a preferred embodiment, that a small air gap exists between the magnet of the spindle head and the tool head. This guarantees a reproducible coupling between the tool head and the spindle, even if the tool head is dirty.
Günstig ist es, wenn der Magnet oder der magnetisierte Bereich der Spindel gegenüber einer Spindel-Stirnfläche ausgebildet ist.It is advantageous if the magnet or the magnetized region of the spindle is formed with respect to a spindle end face.
Vorzugsweise besitzt die Glasbearbeitungsvorrichtung einen Werkzeugwechsler, der zumindest einen Greifer aufweist, wobei der Greifer zumindest zwei Greifeinheiten besitzt und wobei jede Greifeinheit je drei Halterollen hat, mittels derer der Werkzeugkopf bezüglich einer Bewegung in axialer Richtung des Werkzeugkopfs haltbar ist hat. So kann mit dem ersten Greifer ein an der Spindel befestigter Werkzeugkopf entnommen werden, dann der Greifer gedreht und/oder translatorisch bewegt werden, sodass der zweite Greifer vor der Spindel positioniert ist, und schließlich ein zweiter Werkzeugkopf, der vom zweiten Greifer gehalten wird, mit der Spindel gekoppelt werden. So kann ein Werkzeugkopf schnell gegen einen anderen ausgetauscht werden. Preferably, the glass processing apparatus has a tool changer having at least one gripper, wherein the gripper has at least two gripping units and wherein each gripping unit has three holding rollers, by means of which the Tool head with respect to a movement in the axial direction of the tool head has preserved. Thus, with the first gripper, a tool head attached to the spindle can be removed, then the gripper can be rotated and / or moved translationally so that the second gripper is positioned in front of the spindle, and finally a second tool head held by the second gripper coupled to the spindle. This allows one tool head to be swapped quickly for another.
Günstig ist es, wenn die Greifer-Längsachsen der Greifer schräg zueinander verlaufen. Insbesondere ist es günstig, wenn ein Winkel zwischen den Greifer-Längsachsen größer als 10° ist. So werden Verkantungen vermieden.It is advantageous if the gripper longitudinal axes of the gripper run obliquely to each other. In particular, it is favorable if an angle between the gripper longitudinal axes is greater than 10 °. This avoids tilting.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der Roboter eine Haltevorrichtung, wobei die Haltevorrichtung ein erstes Halteelement, das mittels eines Anschlusses am Roboter befestigt ist, zumindest ein erstes Saugelement aufweist, das über den Anschluss mit einem Fluiddruck zum Halten der Glasscheibe beaufschlagbar ist, und ein erstes Koppelelement besitzt, und ein zweites Halteelement zum Befestigen am ersten Halteelement aufweist, wobei das zweite Halteelement zumindest ein zweites Saugelement besitzt, mittels dem die Glasscheibe gehalten werden kann, und ein zweites Koppelement hat, und mittels des zweiten Koppelelements mit dem ersten Koppelelement automatisch starr so verbindbar ist, dass das zweite Saugelement mittels des Fluids betätigbar ist. Es ergibt sich so ein in seinen Dimensionen veränderbarer Greifer. Eine Glasbearbeitungsvorrichtung um einer derartigen Haltevorrichtung stellt einen unabhängigen Gegenstand der Erfindung dar.According to a preferred embodiment, the robot comprises a holding device, wherein the holding device has a first holding element, which is fastened by means of a connection to the robot, at least a first suction element, which is acted upon by the connection with a fluid pressure for holding the glass pane, and a first coupling element has, and a second holding member for fixing to the first holding member, wherein the second holding member has at least a second suction member, by means of which the glass pane can be held, and has a second coupling element, and automatically rigidly connected by means of the second coupling element with the first coupling element is that the second suction element is actuated by means of the fluid. It results in such a variable in size gripper. A glass processing apparatus around such a holding device constitutes an independent subject of the invention.
Das ist vorteilhaft, weil die erfindungsgemäße Glasbearbeitungsvorrichtung vorzugsweise für die Herstellung von Glasscheiben bei sehr kleinen Losgrößen, insbesondere Losgröße 1, eingesetzt wird. Dabei ist es einerseits notwendig, jede Glasscheibe sicher zu halten. Andererseits sollte der Greifer nur an vom Rand der Glasscheibe beabstandeten Stellen angreifen, um eine Bearbeitung aller Kanten ohne Umgreifen zu ermöglichen. Durch die beschriebene Haltevorrichtung kann der Roboter vor der Bearbeitung einer jeden Glasscheibe den Greifer so modifizieren, dass er den Anforderungen optimal entspricht.This is advantageous because the glass processing device according to the invention is preferably used for the production of glass sheets at very small batch sizes, in particular batch size 1. On the one hand, it is necessary to hold each pane of glass securely. On the other hand, the gripper should only attack at locations spaced from the edge of the glass pane in order to allow processing of all edges without grasping. By means of the described holding device, the robot can modify the gripper so that it optimally meets the requirements before processing each glass pane.
Wenn die beiden Koppelelemente miteinander verbunden sind, sind die Halteelemente so starr miteinander verbunden, dass die Last der Glasscheibe, die vom zweiten Halteelement aufgenommen wird, über das erste Halteelement in den Arm des Roboters, der das erste Halteelement hält, eingeleitet werden kann.When the two coupling elements are connected to one another, the holding elements are connected rigidly to one another in such a way that the load of the glass pane, which is received by the second holding element, can be introduced via the first holding element into the arm of the robot holding the first holding element.
Unter dem Merkmal, dass das Saugelement mit einem Fluiddruck beaufschlagbar ist, wird insbesondere verstanden, dass ein Überdruck oder ein Unterdruck anlegbar ist. Bei dem Saugelement kann es sich um einen Vakuumsauger handeln, der die Glasscheibe mittels des zumindest einen Saugelements ansaugt und so hält. Dieser Unterdruck kann dadurch erzeugt sein, dass über den Anschluss ein Unterdruck angelegt wird. Es ist aber auch möglich, dass über den Anschluss ein Überdruck angelegt wird, beispielsweise mittels Druckluft, und dass der Unterdruck mittels einer Venturi-Düse erzeugt wird.Under the feature that the suction element can be acted upon by a fluid pressure, is understood in particular that an overpressure or a negative pressure can be applied. The suction element may be a vacuum suction device, which sucks and holds the glass pane by means of the at least one suction element. This negative pressure can be generated by applying a negative pressure via the connection. But it is also possible that over the port an overpressure is applied, for example by means of compressed air, and that the negative pressure is generated by means of a Venturi nozzle.
Unter dem Merkmal, dass das zweite Saugelement mittels des Fluiddrucks betätigbar ist, wird insbesondere verstanden, dass das erste Halteelement und das zweite Halteelement so mittels der Koppelelemente verbindbar sind, dass das Vakuum zum Betätigen der Saugelemente vom ersten Halteelement zum zweiten Halteelement übertragbar ist. So ist zumindest das erste Koppelelement vorzugsweise ausgebildet zum Öffnen einer Vakuumleitung, wenn das zweite Koppelelement angekoppelt ist, und zum Verschließen dieser Vakuumleitung, wenn das zweite Koppelement nicht angeschlossen ist. So ist es ausreichend, über den Anschluss am Roboter ein Vakuum zuzuführen, mittels dem sowohl das erste Saugelement als auch das zweite Saugelement betätigt werden können.The feature that the second suction element can be actuated by means of the fluid pressure is understood in particular to mean that the first holding element and the second holding element can be connected by means of the coupling elements such that the vacuum for actuating the suction elements can be transferred from the first holding element to the second holding element. Thus, at least the first coupling element is preferably designed for opening a vacuum line when the second coupling element is coupled, and for closing this vacuum line, when the second coupling element is not connected. Thus, it is sufficient to supply a vacuum via the connection on the robot, by means of which both the first suction element and the second suction element can be actuated.
Jedes der Saugelemente kann aus mehreren Teil-Saugelementen aufgebaut sein, um die Saugkraft und die Griffsicherheit der Haltevorrichtung zu erhöhen.Each of the suction members may be constructed of a plurality of partial suction members to increase the suction force and grip safety of the holder.
Besonders bevorzugt besitzt die Haltevorrichtung zumindest ein drittes Halteelement, das zumindest ein drittes Saugelement aufweist, mittels dem die Glasscheibe gehalten werden kann, und das ein drittes Koppelelement besitzt, wobei das dritte Koppelelement mit dem ersten Koppelelement und/oder dem zweiten Koppelelement automatisch starr verbindbar ist, sodass das dritte Saugelement mittels des Fluids betätigbar ist.Particularly preferably, the holding device has at least a third holding element, which has at least a third suction element, by means of which the glass pane can be held, and which has a third coupling element, wherein the third coupling element with the first coupling element and / or the second coupling element is automatically rigidly connected such that the third suction element is actuatable by means of the fluid.
Vorzugsweise besitzt die Glasbearbeitungsvorrichtung zumindest ein viertes Halteelement, das zumindest einen viertes Saugelement aufweist, mittels dem die Glasscheibe gehalten werden kann, und das ein viertes Koppelelement besitzt, wobei das vierte Koppelelement mit dem ersten Koppelelement und/oder dem zweiten Koppelelement und/oder dem dritten Koppelelement automatisch starr so miteinander verbindbar ist, dass das dritte Saugelement mittels des Fluids betätigt ist.Preferably, the glass processing device has at least a fourth holding element, which has at least a fourth suction element, by means of which the glass pane can be held, and which has a fourth coupling element, wherein the fourth coupling element with the first coupling element and / or the second coupling element and / or the third Coupling element is automatically rigidly connected to each other so that the third suction element is actuated by means of the fluid.
Besonders günstig ist es, wenn das erste Halteelement zumindest ein weiteres Koppelelement aufweist, und insbesondere zwei, drei, vier oder mehr Koppelelemente besitzt. Auf diese Weise kann das zweite Halteelement und – sofern vorhanden – weitere Halteelemente an mehreren Positionen angekoppelt werden, was die Konfigurierbarkeit der Haltevorrichtung erhöht.It is particularly favorable if the first retaining element has at least one further coupling element, and in particular has two, three, four or more coupling elements. That way that can second holding element and - if present - further holding elements are coupled to a plurality of positions, which increases the configurability of the holding device.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigtIn the following the invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawings. It shows
Die
Der Werkzeugkopf
Der Greifer
Die Halterollen
Die Halterollen
Dadurch, dass die Nut
Die Greiferarme
Im Rahmen eines erfindungsgemäßen Verfahrens erhält der Roboter
Nach der Wahl des Halters greift der Roboter
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1010
- Glasbearbeitungsvorrichtung A glass treating apparatus
- 1212
- Roboter robot
- 1313
- Bohrschleifvorrichtung Bohrschleifvorrichtung
- 1414
- Bearbeitungsvorrichtung processing device
- 1515
- Sockel base
- 1616
- Grundkörper body
- 1818
- erster Arm first arm
- 2222
- Kopf head
- 2020
- zweiter Arm second arm
- 2424
- Haltevorrichtung holder
- 2626
- Glasscheibe pane
- 2828
- Linearförderer linear Feeders
- 3030
- erstes Förderelement first conveyor element
- 3232
- zweites Förderelement second conveyor element
- 3434
- Schiene rail
- 3636
- Auswerteeinheit evaluation
- 6060
- Feinstpoliervorrichtung Feinstpoliervorrichtung
- 6161
- Lager camp
- 6262
- Zustelleinheit advancer
- 6363
- Übergabestation Transfer station
- 6464
- Spindelkopf spindle head
- 6565
- Einheit unit
- 6666
- Einkoppelstruktur coupling structure
- 67 67
- Ausrichteinheitalignment
- 6868
- Stirnfläche face
- 7070
- Fase chamfer
- 7272
- Zentrierkonus centering cone
- 7474
- Koppelstruktur coupling structure
- 7676
- Bearbeitungsabschnitt machining section
- 7878
- Spindelwelle spindle shaft
- 8080
- Senkschraube Senkschraube
- 8282
- erstes Halteelement first holding element
- 3838
- erster Motor first engine
- 4040
- zweiter Motor second engine
- 4242
- Vorspanneinheit biasing unit
- 4444
- Werkzeugkopf tool head
- 4646
- Spindel spindle
- 4848
- erste Schleifvorrichtung first grinding device
- 5050
- zweite Schleifvorrichtung second grinding device
- 5252
- Unterkante lower edge
- 5454
- erste Poliervorrichtung first polishing device
- 5656
- zweite Poliervorrichtung second polishing device
- 5858
- Feinpoliervorrichtung Fine polishing device
- 8484
- Anschluss connection
- 8686
- erstes Saugelement first suction element
- 8888
- Vakuumleitung vacuum line
- 9090
- erstes Koppelelement first coupling element
- 9292
- zweites Halteelement second holding element
- 9494
- zweites Saugelement second suction element
- 9696
- zweites Koppelelement second coupling element
- 100100
- Greifer grab
- 101101
- Werkzeugwechsler tool changer
- 102102
- Greifeinheit gripper unit
- 104 104
- Halterolle holding roller
- 106106
- Nutz Nutz
- 108108
- Koppelvorsprung coupling lead
- 110110
- Greifarm claw arm
- 112112
- Greifeinheit gripper unit
- LL
- Längsrichtung longitudinal direction
- v12 v 12
- Scheibengeschwindigkeit Wheel speed
- v28 v 28
- Fördergeschwindigkeit conveyor speed
- KK
- Kurve Curve
- L100 L 100
- Längsachselongitudinal axis
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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